JP6035045B2 - アクティブロールコントロール装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のアクティブロールコントロール装置（ＡＲＣＳ：Ａｃｔｉｖｅ Ｒｏｌｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ）に関し、より詳細には、スタビライザーバーの能動的なロール制御を可能にしたアクティブロールコントロール装置に関する。

一般に、車両の懸架装置は、車軸と車体とを連結して、走行中に車軸が路面から受ける振動や衝撃が車体に直接伝達されないように制御している。これによって、車体及び貨物の損傷を防止すると共に、乗車感を向上させることができる。

この懸架装置は、図１に示すように、路面からの衝撃を緩和させるシャーシスプリング１０１と、シャーシスプリング１０１の振動を減衰させて乗車感を向上させるショックアブソーバー１０３と、車両のローリングを抑制するスタビライザーバー１０５を有する構造である。ここで、スタビライザーバー１０５は、中央部分が直線部となり、直線部の両側で車体１０７に設置され、スタビライザーリンク１１３によってサスペンションアームであるロワーアーム１０９またはストラットバー（図示せず）に装着される。従って、左、右側車輪１１１が同じ方向に動く場合にはスタビライザーバー１０５は作用せず、左、右側車輪１１１が互いに反対方向に動く場合にはスタビライザーバー１０５が捩れて、ねじれ弾性力で車体１０７のロールを抑制するアンチロール機能を行う。

つまり、車両の旋回走行中に車体１０７の旋回外側が遠心力で傾いたり、あるいは走行中にバンプまたはリバウンドによって左、右側車輪１１１が相対的に位相差を有する時に、スタビライザーバー１０５が捩れて、そのねじれ弾性力を利用して車体の姿勢を安定化させようとする。
しかし、従来のスタビライザーバー１０５は、ロール剛性値が一定で、自らのねじれ弾性力だけでは多様な走行状況で旋回安定性を確保するのに不十分であった。

最近は、図２に示すように、スタビライザーバー１０５の一端に油圧シリンダー１１５からなるアクチュエーターを連結して、能動的なロール制御を可能にする、アクティブロールコントロール装置が開発されている〔例えば、特許文献１，２参照〕。

このようなアクティブロールコントロール装置は、一つのロワーアーム１０９とスタビライザーバー１０５の一端とを連結するスタビライザーリンク１１３の代わりに、油圧シリンダー１１５を使用して、スタビライザーバー１０５の一端とロワーアーム１０９との間の連結の長さを可変にすることで、スタビライザーバー１０５のロール剛性を変化させている。

つまり、アクティブロールコントロール装置は、油圧シリンダー１１５の下端が一つのロワーアーム１０９に連結され、油圧シリンダー１１５のピストンロッド１１７の先端はスタビライザーバー１０５の一端にボールジョイント１１９によって連結される。

このアクティブロールコントロール装置によれば、車両の加速度センサー、車高センサー、ステアリングセンサーなどから出力された信号をベースにして、電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ；ＥＣＵ）がバルブ、油圧ポンプなどを含む油圧システムを制御して、車両のロールを改善する。

しかし、このアクティブロールコントロール装置は、油圧シリンダー１１５（つまり、アクチュエーター）の作動ストロークを最大限確保するために、油圧シリンダー１１５の下端がロワーアーム１０９の下側に突出した別途のブラケット１２１によって組立てられなければならない。しかし、このようなレイアウトは可能ではあるが、全てを設計基準に合わせようとすると大量生産が難しく、大量生産すると設計基準に合わないものがでるという問題がある。

また、アクチュエーターに油圧シリンダー１１５を適用することによって、油圧ポンプ、油圧ライン、およびバルブなどの油圧を生成して供給する制御に必要な部品を別途に備えなければならない問題点もある。

特開平１０−２９７３１２号公報 特開平０５−２１３０４０号公報

そこで、本発明の目的は、複雑な油圧供給システムを用いず、車両のロール剛性を能動的に制御することができるアクティブロールコントロール装置を提供することにある。

本発明によるアクティブロールコントロール装置は、車両のサスペンションアームとスタビライザーバーを連結するスタビライザーリンクの前記サスペンションアーム上の装着位置を車両の走行状況に応じて調整して、車両のロール剛性を能動的に制御するアクティブロールコントロール装置であって、前記サスペンションアームの中央部に、一方向に開口された空間部が形成され、前記空間部の内部に設置されるレールプレートと、中央にスクリューホールが形成され、一側面に前記スタビライザーリンクの一端に連結される連結端が形成されて、上部と下部が前記レールプレートに沿って移動可能に前記レールプレートに設置されるコネクタと、前記サスペンションアームの内側端に締結されて、スクリュー軸である回転軸を有し、前記回転軸が前記スクリューホールに噛合って、前記コネクタを前記レールプレートに沿って移動可能にする駆動モーターと、前記レールプレートと結合された状態で、前記サスペンションアームに前記空間部を覆って締結され、その下面に前記スタビライザーリンクを移動可能に収容するスロットが形成されたカバーと、を有して構成されることを特徴とする。

その他、好ましい形態を以下に挙げる。
レールプレートは、その上部と下部それぞれにローラーベアリングが設置されている。
サスペンションアームは、車両のサブフレームとナックルに回転可能に連結されたアッパーアームである。
レールプレートは、上面、下面および一側面が一体に連結されて、上面と下面それぞれにコネクタのローラーベアリングがローリング支持される。
レールプレートは、その一側面とサスペンションアームの側面との間がボルト締結される。

ローラーベアリングは、コネクタの上部に一対で設置され、およびコネクタの下部に一対で設置される。
コネクタ上の連結端は、スタビライザーリンクの上端に回転可能に設けられる。
スクリュー軸の先端は、サスペンションアームの外側端に圧入設置されたベアリングによって回転可能に支持される。

駆動モーターは、その回転数と回転方向を制御することができるサーボモーターである。
駆動モーターは、サスペンションアームの内側端にスペーサを介在して設けられる。
レールプレートの上面と下面には、それぞれ係止部が形成され、カバーの上面と下面には、それぞれ係止端が形成されて、係止端と係止部が係合して一体化される。
カバーは、サスペンションアームの開口部の外側と内側端部それぞれにボルトで締結される。

本発明のアクティブロールコントロール装置は、制御が簡単で、サスペンションアーム上に設置することでレイアウト上の利点を有するようになる。

従来の車両用懸架装置の構成図である。 従来の技術によるアクティブロールコントロール装置が適用された車両用懸架装置の構成図である。 本発明の実施の形態によるアクティブロールコントロール装置の斜視図である。 本発明の実施の形態によるアクティブロールコントロール装置の正面図である。 本発明の実施の形態によるアクティブロールコントロール装置の分解斜視図である。 本発明の実施の形態によるアクティブロールコントロール装置の断面図である。 本発明の実施の形態によるアクティブロールコントロール装置の作動状態図である。

本発明のアクティブロールコントロール装置を、実施の形態を挙げ、添付した図面を参照して詳細に説明する。以下の説明では、本発明の説明に不必要な部分は省略した。
図３は本発明の実施の形態によるアクティブロールコントロール装置の斜視図、図４はその正面図、図５はその分解斜視図、図６は部分断面図である。尚、図３では、左側を外側、右側を内側としている。

この実施の形態によるアクティブロールコントロール装置は、車両の走行状況に応じてスタビライザーバー１のロール剛性値を変化させて、車両のロール挙動を能動的に改善している。
アクティブロールコントロール装置は、スタビライザーバー１、スタビライザーリンク３、及びアッパーアーム５上に配置されたレールプレート７、コネクタ９、駆動モーター１１、カバー１３から構成されている。

スタビライザーバー１は、その側部が車体側サブフレーム１５上にマウンティングブッシュ１７によって設置され、スタビライザーリンク３は、その下端がスタビライザーバー１の一端にボールジョイント（ＢＪ）によって連結される。

アッパーアーム５は、サスペンションアームであり、その中央部を折曲げて、その中央部の内部に一方向に開口された空間部５ａが形成される。そして、アッパーアーム５の両端は、サブフレーム１５とナックル１６それぞれにブッシュ１０によって連結される。

レールプレート７は、上面７ａ、下面７ｂおよび一側面７ｃでなる「コ」の字形状であり、アッパーアーム５の開口部を通してその空間部５ａの内部に設置される。そして、レールプレート７の一側面７ｃとアッパーアーム５の側面５ｂとはボルト締結されている。

コネクタ９は、その中央にスクリューホール（ＳＨ）が形成され、上部と下部それぞれにローラーベアリング１９が装着されて、ローラーベアリング１９によってレールプレート７の上面７ａと下面７ｂにローリング支持された状態で案内される。
図５にはコネクタ９の上部に一対のローラーベアリング１９が、コネクタ９の下部にも一対のローラーベアリング１９が設置されて描かれているが、ローラーベアリング１９の個数は、任意に決定してよい。また、コネクタ９の一側面には、スタビライザーリンク３の一端が連結される連結端２１が形成される。つまり、コネクタ９の連結端２１は、スタビライザーリンク３の上端にブッシュ２３によって回転可能に組立てられる。

駆動モーター１１は、その回転数と回転方向を制御することができるサーボモーターである。駆動モーター１１は、アッパーアーム５の内側端２５にスペーサ２９を介して締結されて、その回転軸は、スクリュー軸２７でなっていて、スクリューホール（ＳＨ）に挿入されて噛合い、スクリュー軸２７の先端は、アッパーアーム５の外側端に圧入設置されたベアリング（Ｂ）によって回転可能に支持される。これにより、スクリュー軸２７が回転することによって、コネクタ９はレールプレート７に沿って直線的に動く。

カバー１３は、その下面１３ｂにスロット（Ｓ）が形成され、スロット（Ｓ）には、スタビライザーリンク３が収容されていて、スタビライザーリンク３がスロット（Ｓ）内で動くことが可能である。カバー１３は、レールプレート７と結合された状態でアッパーアーム５の開口部に締結される。

カバー１３がレールプレート７と共にアッパーアーム５の開口部に締結されるために、カバー１３の上面１３ａと下面１３ｂそれぞれには係止端３３が形成され、他方、レールプレート７の上面７ａと下面７ｂそれぞれに係止部３１が形成されて、係止端３３と係止部３１が係合して一体化されている。
また、カバー１３は、その側面１３ｃにおいてアッパーアーム５の開口部の外側と内側端部に対しボルトで締結されて組立てられる。

アクティブロールコントロール装置は、車両の走行状況に応じてアッパーアーム５の内側端２５に設置された駆動モーター１１が駆動して、スタビライザーリンク３のアッパーアーム５上の装着位置を調整する。そうすると、スタビライザーリンク３のレバー比が変化して、スタビライザーバー１のロール剛性値を変化させるようになる。従って、車両のロール剛性を能動的に制御することができる。

以下、本発明の実施の形態によるアクティブロールコントロール装置の作動を、図７を参照して具体的に説明する。
車両が直進するとき、スタビライザーリンク３のアッパーアーム５上の装着位置を決定するコネクタ９が、図７のＰ１に位置して、スタビライザーバー１のロール剛性値を初期値に維持する。この状態で、車両が旋回走行したとき、加速度センサー、車高センサー、ステアリングセンサーから出力された信号をベースにして、制御器が駆動モーター１１を一方向に回転させるように制御する。そうすると、スクリュー軸２７上のコネクタ９が図７のＰ２に移動して、スタビライザーリンク３のレバー比を大きくし、これによってスタビライザーバー１のロール剛性値は大きくなる。また、スタビライザーリンク３のアッパーアーム５上の装着位置（Ｐ１→Ｐ２）もアッパーアーム５の動きがより大きくなる位置（Ｐ２）に移動する。

このように、本発明のアクティブロールコントロール装置は、車両の走行状況に応じて駆動モーター１１を駆動させて、スタビライザーリンク３のアッパーアーム５上の装着位置を調整することができる。従って、スタビライザーリンク３のレバー比が可変となり、車両のロール剛性を能動的に制御して、車両の旋回安定性を向上させることができる。

特に、車両が旋回走行する時には、スタビライザーリンク３のアッパーアーム５上の装着位置がアッパーアーム５の動きがより大きくなる位置に移動して、より大きいロール抑制力で車体のロールを能動的に制御することができる。

駆動源としてアッパーアーム５の側部にモータを適用しており、油圧式アクティブロールコントロール装置に比べて制御が簡単で、車体に装着時にも、複雑な油圧供給システムを適用しなくなるので、レイアウト上の利点がある。
サスペンションアームであるアッパーアーム５の形状を「コ」の字形状に形成して、スタビライザーリンク３とアッパーアーム５との間のオフセット量を最少とすることができる。また、ローラーベアリングによって案内されるコネクタを適用して、ねじれモーメントによる影響を低減させることによって、作動効率性が向上する。

以上で、本発明のアクティブロールコントロール装置を、実施形態を挙げて説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、当該発明が属する技術分野で通常の知識を有する者によって容易に変更されて均等だと認められる範囲の全てを含むものである。

１：スタビライザーバー
３：スタビライザーリンク
５：アッパーアーム（サスペンションアーム）
５ａ：（アッパーアームの）空間部
５ｂ：（アッパーアームの）側面
７：レールプレート
７ａ：（レールプレートの）上面
７ｂ：（レールプレートの）下面
７ｃ：（レールプレートの）一側面
９：コネクタ
１０：（サブフレームとナックルを連結する）ブッシュ
１１：駆動モーター
１３：カバー
１３ａ：（カバーの）上面
１３ｂ：（カバーの）下面
１３ｃ：（カバーの）側面
１５：サブフレーム
１６：ナックル
１７：マウンティングブッシュ
１９：ローラーベアリング
２１：連結端
２３：（コネクタとスタビライザーリンクを連結する）ブッシュ
２５：（アッパーアームの）内側端
２７：（駆動モーターの）スクリュー軸
２９：スペーサ
３１：係止部
３３：係止端
Ｂ：（スクリュー軸の先端をアッパーアームに回転可能に支持する）ベアリング
ＢＪ：（スタビライザーリンクとスタビライザーバーを連結する）ボールジョイント
Ｐ１、Ｐ２：（スタビライザーリンクのアッパーアーム上での）装着位置
ＳＨ：（コネクタ中央に設けられた）スクリューホール
１０１：シャーシスプリング
１０３：ショックアブソーバー
１０５：スタビライザーバー
１０７：車体
１０９：ロワーアーム
１１１：車輪
１１３：スタビライザーリンク
１１５：油圧シリンダー
１１７：ピストンロッド
１１９：ボールジョイント
１２１：ブラケット

Claims (12)

1. 車両のサスペンションアームとスタビライザーバーを連結するスタビライザーリンクの前記サスペンションアーム上の装着位置を車両の走行状況に応じて調整して、車両のロール剛性を能動的に制御するアクティブロールコントロール装置であって、
   前記サスペンションアームの中央部に、一方向に開口された空間部が形成され、前記空間部の内部に設置されるレールプレートと、
   中央にスクリューホールが形成され、一側面に前記スタビライザーリンクの一端に連結される連結端が形成されて、上部と下部が前記レールプレートに沿って移動可能に前記レールプレートに設置されるコネクタと、
   前記サスペンションアームの内側端に締結されて、スクリュー軸である回転軸を有し、前記回転軸が前記スクリューホールに噛合って、前記コネクタを前記レールプレートに沿って移動可能にする駆動モーターと、
   前記レールプレートと結合された状態で、前記サスペンションアームに前記空間部を覆って締結され、その下面に前記スタビライザーリンクを移動可能に収容するスロットが形成されたカバーと、
   を有して構成されることを特徴とするアクティブロールコントロール装置。
   
2. 前記レールプレートは、その上部と下部それぞれにローラーベアリングが設置されていることを特徴とする請求項１に記載のアクティブロールコントロール装置。
3. 前記サスペンションアームは、車両のサブフレームとナックルに回転可能に連結されたアッパーアームであることを特徴とする請求項１に記載のアクティブロールコントロール装置。
4. 前記レールプレートは、上面、下面および一側面が一体に連結されて、上面と下面それぞれに前記コネクタのローラーベアリングがローリング支持されることを特徴とする請求項２に記載のアクティブロールコントロール装置。
5. 前記レールプレートは、その一側面と前記サスペンションアームの側面との間がボルト締結されることを特徴とする請求項４に記載のアクティブロールコントロール装置。
   
6. 前記ローラーベアリングは、前記コネクタの上部に一対で設置され、前記コネクタの下部に一対で設置されることを特徴とする請求項２に記載のアクティブロールコントロール装置。
7. 前記コネクタ上の連結端は、前記スタビライザーリンクの上端に回転可能に設けられることを特徴とする請求項１に記載のアクティブロールコントロール装置。
   
8. 前記スクリュー軸の先端は、前記サスペンションアームの外側端に圧入設置されたベアリングによって回転可能に支持されることを特徴とする請求項１に記載のアクティブロールコントロール装置。
9. 前記駆動モーターは、その回転数と回転方向を制御することができるサーボモーターであることを特徴とする請求項１に記載のアクティブロールコントロール装置。
10. 前記駆動モーターは、前記サスペンションアームの内側端にスペーサを介在して設けられることを特徴とする請求項１に記載のアクティブロールコントロール装置。
    
11. 前記レールプレートの上面と下面には、それぞれ係止部が形成され、前記カバーの上面と下面には、それぞれ係止端が形成されて、前記係止端と前記係止部が係合して一体化されることを特徴とする請求項１に記載のアクティブロールコントロール装置。
12. 前記カバーは、前記サスペンションアームの開口部の外側と内側端部それぞれにボルトで締結されることを特徴とする請求項１に記載のアクティブロールコントロール装置。

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